[發(fā)明專利]一種基于wifi和超聲波通信的FPGA在線更新系統(tǒng)及更新方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810668443.6
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108647038B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚钘;李云;譚智誠;孫山林;辛以利;黃文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林航天工業(yè)學(xué)院
• 主分類號: G06F8/61
• 分類號: G06F8/61;H04B11/00
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 劉梅芳

1.一種基于wifi和超聲波通信的FPGA在線更新系統(tǒng)的更新方法，所述系統(tǒng)包括主控模塊和與主控模塊連接的wifi模塊、超聲波模塊、FPGA及Flash芯片，wifi模塊和超聲波模塊外接上位機(jī)，其中，wifi模塊與上位機(jī)無線連接、與主控模塊和FPGA采用SPI總線方式連接，便于動態(tài)切換主從模式；超聲波模塊與上位機(jī)和主控模塊均采用UART協(xié)議連接；FPGA與Flash芯片之間采用EMIF接口協(xié)議連接；主控模塊與Flash芯片的高N位地址線連接，用于動態(tài)切換FPGA版本程序，主控模塊與FPGA的PROG、DONE管腳相連接，用于重加載FPGA程序及加載結(jié)果顯示，其特征在于，所述方法包括如下步驟：AUV處于上浮狀態(tài)時的更新步驟和下潛狀態(tài)時的更新步驟,其中，

所述AUV上浮狀態(tài)時的更新步驟為：

（1）上位機(jī)通過無線連接wifi模塊并下發(fā)包含起始標(biāo)記0X55AA、結(jié)束標(biāo)記0XAA55、更新片區(qū)號0-7區(qū)、CRC校驗碼的在線更新指令，默認(rèn)情況下wifi模塊的SPI主機(jī)為主控模塊；

（2）主控模塊偵測到在線更新指令后，將FPGA切換到在線更新程序并通過Flash芯片的高N位地址線將Flash芯片置位在指令中指定的片區(qū)，同時向上位機(jī)反饋“裝配完成”狀態(tài)信息，隨后將wifi模塊的SPI主機(jī)切換為FPGA；

（3）上位機(jī)獲得“裝配完成”狀態(tài)信息后，通過無線連接wifi模塊下發(fā)燒寫子包文件，子包文件由燒寫文件按規(guī)定大小分包獲得；

（4）FPGA在線更新程序通過wifi模塊接收燒寫子包文件并進(jìn)行校驗，若校驗通過，則通過EMIF接口對Flash芯片進(jìn)行燒錄，燒錄完成后通過wifi模塊向上位機(jī)反饋“子包接收成功”狀態(tài)信息，若燒錄失敗，則重新進(jìn)行燒錄，達(dá)到3次后退出燒錄并通過wifi模塊向上位機(jī)反饋“燒錄失敗”狀態(tài)信息；若校驗失敗，則通過wifi模塊向上位機(jī)反饋“子包接收失敗”狀態(tài)信息；

（5）上位機(jī)通過FPGA反饋的狀態(tài)信息進(jìn)行判別，若狀態(tài)為“燒錄失敗”，則直接退出更新流程并顯示“更新失敗”；若狀態(tài)為“子包接收失敗”，則重新下發(fā)改燒寫子包文件，重新下發(fā)達(dá)到3次后，則直接退出更新流程并顯示“更新失敗”；若狀態(tài)為“子包接收成功”且該子包文件不是最后包即帶有結(jié)束包幀標(biāo)記的子包文件，則繼續(xù)進(jìn)行步驟（3）發(fā)送下一燒寫子包文件；若狀態(tài)為“子包接收成功”且該子包文件是最后包，則進(jìn)行步驟（6）；

（6）FPGA對整包數(shù)據(jù)進(jìn)行總校驗，燒寫結(jié)果發(fā)送至主控模塊，若校驗通過，則將wifi模塊的SPI主機(jī)切回主控模塊并由主控模塊通過wifi模塊向上位機(jī)反饋“燒錄完成”狀態(tài)信息；若校驗失敗，則將wifi模塊的SPI主機(jī)切回主控模塊并由主控模塊通過wifi模塊向上位機(jī)反饋“燒錄失敗”狀態(tài)信息；

（7）上位機(jī)通過主控模塊反饋的狀態(tài)信息進(jìn)行判別，若狀態(tài)為“燒錄完成”，則退出更新流程并顯示“更新成功”；若狀態(tài)為“燒錄失敗”，則直接退出更新流程并顯示“更新失敗”；

所述AUV下潛狀態(tài)時的更新步驟為：

（1）上位機(jī)通過超聲波模塊下發(fā)版本切換指令；

（2）主控模塊通過超聲波模塊接收到版本切換指令后通過控制Flash芯片的高N位地址線使得FPGA自指定的片區(qū)啟動，其中，各片區(qū)內(nèi)程序由上浮狀態(tài)時預(yù)先燒錄，以獲得切換程序的效果，檢測FPGA加載成功標(biāo)記，若成功，則通過超聲波模塊向上位機(jī)反饋“切換成功”狀態(tài)信息；若失敗，則通過超聲波模塊向上位機(jī)反饋“切換失敗”狀態(tài)信息；

（3）上位機(jī)通過超聲波模塊反饋的狀態(tài)信息進(jìn)行判別，若狀態(tài)為“切換失敗”，則退出更新流程并顯示“更新失敗”；若狀態(tài)為“切換成功”，則退出更新流程并顯示“更新成功”。